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334-15/T2C3-2TVC 白光LED燈珠規格書 - T-1 3/4 封裝 - 典型值3.2V - 30mA - 繁體中文技術文件

高亮度白光LED燈珠技術規格書,採用T-1 3/4封裝。詳細說明電氣/光學特性、分級系統、尺寸規格與應用指南。
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目錄

1. 產品概述

本文件詳細說明一款高亮度白光LED燈珠的規格。此元件採用廣為使用的T-1 3/4圓形封裝,適用於多種指示燈與照明應用。其核心技術採用氮化銦鎵(InGaN)半導體晶片,所發出的藍光透過反射杯內的螢光粉塗層轉換為白光。主要優勢包括高光功率輸出,以及符合RoHS、REACH與無鹵素要求等主要環境與安全標準。

2. 技術參數詳解

2.1 絕對最大額定值

此元件設計為在指定限制範圍內可靠運作。連續順向電流(IF)不得超過30 mA,在脈衝條件下(1 kHz,1/10工作週期)允許的峰值順向電流(IFP)為100 mA。最大逆向電壓(VR)為5 V。功率消耗(Pd)額定值為110 mW。工作溫度範圍為-40°C至+85°C,儲存溫度(Tstg)範圍略寬,為-40°C至+100°C。LED可承受高達4 kV(人體放電模型)的靜電放電(ESD)。最大焊接溫度為260°C,持續5秒。

2.2 電氣與光學特性

在標準測試條件下(Ta=25°C,IF=20mA),順向電壓(VF)典型值介於2.8V至3.6V之間。發光強度(IV)典型值為7150至14250毫燭光(mcd),依具體分級而定。視角(2θ1/2)約為30度,提供聚焦光束。根據CIE 1931色度座標系統,典型色度座標為x=0.26與y=0.27,表示為冷白色色點。在VR=5V時的逆向電流(IR)最大值為50 µA。

3. 分級系統說明

3.1 發光強度分級

為確保一致性,LED會根據在20mA下測量的發光強度進行分級。分級代碼及其對應範圍為:T(7150-9000 mcd)、U(9000-11250 mcd)與V(11250-14250 mcd)。這些數值容差為±10%。

3.2 順向電壓分級

LED亦根據在20mA下的順向電壓(VF)進行分級。分級為:0(2.8-3.0V)、1(3.0-3.2V)、2(3.2-3.4V)與3(3.4-3.6V)。VF的測量不確定度為±0.1V。

3.3 顏色分級

顏色表現控制在CIE圖上定義的特定色度區域內。規格書指定了兩個主要顏色等級組別A1與A0,每組均有定義的座標邊界(例如,A1:x 0.255-0.28,y 0.245-0.267)。本產品的組合顏色組別列為2(A1+A0)。色度座標的測量不確定度為±0.01。

4. 性能曲線分析

規格書包含數條對設計工程師至關重要的特性曲線。相對強度 vs. 波長曲線顯示了白光的頻譜功率分佈,通常在藍光區域(來自晶片)達到峰值,並在黃/綠光區域(來自螢光粉)有一個寬闊的次峰值。指向性圖案直觀地確認了30度視角,顯示光強度如何隨離軸角度下降。順向電流 vs. 順向電壓(I-V)曲線對於驅動器設計至關重要,說明了非線性關係,有助於計算功率需求與熱負載。相對強度 vs. 順向電流曲線顯示光輸出如何隨電流增加,對於調光或過驅動考量非常重要。色度座標 vs. 順向電流圖表顯示驅動電流引起的色偏,這是需要穩定顏色的應用之關鍵因素。最後,順向電流 vs. 環境溫度曲線對於熱管理至關重要,顯示最大安全工作電流如何隨環境溫度升高而降低。

5. 機械與封裝資訊

此LED採用標準T-1 3/4(5mm)圓形封裝,具有兩根軸向引腳。封裝圖提供了關鍵尺寸,包括環氧樹脂透鏡的直徑、引腳間距(測量點為引腳從封裝本體伸出的位置)以及總長度。關鍵註記指明所有尺寸單位為毫米,標準公差為±0.25mm,除非另有說明。法蘭下方的樹脂最大突出量為1.5mm。強調PCB孔位與LED引腳的正確對齊,以避免安裝時的機械應力。

6. 焊接與組裝指南

需要正確處理以維持LED性能與可靠性。關於引腳成型,彎曲處應距離環氧樹脂燈泡底部至少3mm,以避免對封裝造成應力。成型必須在焊接前完成,且引腳應在室溫下剪切。關於儲存,出貨後LED應儲存在≤30°C與≤70% RH的環境中,保存期限為3個月。如需更長時間儲存(最長1年),建議使用帶有氮氣與乾燥劑的密封容器。應避免在潮濕環境中溫度劇烈變化,以防止凝露。關於焊接,焊點必須距離環氧樹脂燈泡至少3mm。建議條件為:手動焊接時,烙鐵頭溫度≤300°C(最大30W),時間≤3秒;波峰/浸焊時,預熱≤100°C,時間≤60秒,焊錫槽溫度≤260°C,時間≤5秒。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

LED包裝旨在防止靜電放電與濕氣侵入。它們被放置在防靜電袋中。包裝數量具有彈性,每袋最少200顆,最多500顆。五袋裝入一個內箱,十個內箱構成一個主(外)箱。

7.2 標籤說明

包裝上的標籤包含數個代碼:CPN(客戶料號)、P/N(生產料號)、QTY(數量)、CAT(發光強度與順向電壓分級的組合代碼)、HUE(顏色等級)、REF(參考)與LOT No.(批次號碼,用於追溯)。

7.3 型號命名規則

料號334-15/T2C3-2TVC遵循特定結構,其中尾碼字元(在規格書中以方塊表示)用於選擇特定的顏色組別, 發光強度分級,以及電壓組別。這允許精確訂購具有所需性能特性的LED。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

高發光強度與聚焦光束使此LED非常適合需要明亮、可見指示燈的應用。主要用途包括訊息面板與標誌、設備與消費性電子產品上的光學指示燈、小型顯示器或面板的背光,以及標記燈.

8.2 設計考量設計師必須考量數個因素。限流:必須使用串聯電阻或恆流驅動器,以防止超過最大順向電流,特別考慮到其陡峭的I-V曲線。熱管理:雖然封裝小巧,但功率消耗(最高110mW)可能導致溫升。必須遵循降額曲線(順向電流 vs. 環境溫度),特別是在密閉空間或高環境溫度下。若需在高電流下連續運作,可能需要足夠的PCB銅箔或散熱措施。光學設計:30度視角提供相對聚焦的光束。若需要更寬的照明,可能需要二次光學元件(擴散片、透鏡)。顏色一致性:

對於多顆LED間顏色匹配至關重要的應用,建議訂購同一生產批次與顏色分級的產品,以最小化差異。

9. 技術比較與差異化

與通用5mm LED相比,本產品提供顯著更高的發光強度(最高14,250 mcd),使其屬於高亮度類別。針對強度、電壓與顏色的明確定義分級結構,為工程師提供了可預測的性能,這對於量產與品質控制至關重要。符合RoHS、REACH與無鹵素標準,使其適用於具有嚴格環保法規的全球市場。規格書中包含詳細的特性曲線與廣泛的應用註記,提供了比典型基本LED規格更強大的設計支援。

10. 常見問題(基於技術參數)

問:此LED的典型驅動電流是多少?

答:電氣與光學特性是在20mA下指定的,此為標準測試電流。為獲得更高亮度,可運作至最大連續電流30mA,但必須考量熱效應與使用壽命。

問:如何解讀發光強度分級代碼(T、U、V)?

答:這些代碼代表根據測量光輸出分組的LED。在20mA測試下,'T'是最低強度分級(7150-9000 mcd),'U'是中等(9000-11250 mcd),'V'是最高(11250-14250 mcd)。

問:我可以直接從5V電源驅動此LED嗎?

答:不行。典型順向電壓約為3.2V。直接連接到5V會導致過大電流流過,損壞LED。您必須使用限流電阻或穩壓的恆流驅動器。

問:30度視角是什麼意思?

答:它表示發光強度為軸上(0度)直接測量強度一半時的角度。它定義了光束寬度;30度角會產生相當聚焦的光點。

問:這些LED適合戶外使用嗎?

答:工作溫度範圍(-40°C至+85°C)支援許多戶外環境。然而,此封裝並未特別針對防水或抗紫外線進行評級。對於長時間戶外暴露,需要額外的環境保護(披覆塗層、密封外殼)。

11. 實際使用案例情境:為工業設備設計高可見度狀態指示燈。F一位工程師需要一個非常明亮、可靠的指示燈,用於在光線充足的工廠中,從數公尺外即可看到的機器上顯示電源開啟或系統故障。他選擇了發光強度最高分級(V)的此款LED。他設計了一個電路,使用12V電源軌、一個為約20mA驅動電流計算的限流電阻(考慮從選定電壓分級得出的LED V

),以及一個由設備微控制器控制的電晶體開關。他使用一個為引腳提供應力消除的支架將LED安裝在前面板上,確保焊點距離本體>3mm,符合指南要求。聚焦的30度光束確保操作員在其視野內能清楚看到指示燈。

12. 工作原理簡介

這是一款螢光粉轉換型白光LED。核心發光元件是由氮化銦鎵(InGaN)製成的半導體晶片。當在晶片的P-N接面施加順向電壓時,電子與電洞重新結合,以光子形式釋放能量。InGaN材料的能隙經過設計,可產生藍光(通常約450-470 nm)。此藍光並非直接發出,而是照射到沉積在圍繞晶片的反射杯內的一層螢光粉材料(例如,摻鈰的釔鋁石榴石 - YAG:Ce)上。螢光粉吸收一部分藍色光子,並在更寬的頻譜上重新發光,主要在黃色區域。剩餘的藍光與轉換後的黃光混合,被人眼感知為白光。螢光粉的特定比例與精確成分決定了所產生白光的相關色溫(CCT)與演色性指數(CRI)。

13. 技術趨勢與背景

LED規格術語詳解

LED技術術語完整解釋

一、光電性能核心指標

術語 單位/表示 通俗解釋 為什麼重要
光效(Luminous Efficacy) lm/W(流明/瓦) 每瓦電能發出的光通量,越高越節能。 直接決定燈具的能效等級與電費成本。
光通量(Luminous Flux) lm(流明) 光源發出的總光量,俗稱"亮度"。 決定燈具夠不夠亮。
發光角度(Viewing Angle) °(度),如120° 光強降至一半時的角度,決定光束寬窄。 影響光照範圍與均勻度。
色溫(CCT) K(開爾文),如2700K/6500K 光的顏色冷暖,低值偏黃/暖,高值偏白/冷。 決定照明氛圍與適用場景。
顯色指數(CRI / Ra) 無單位,0–100 光源還原物體真實顏色的能力,Ra≥80為佳。 影響色彩真實性,用於商場、美術館等高要求場所。
色容差(SDCM) 麥克亞當橢圓步數,如"5-step" 顏色一致性的量化指標,步數越小顏色越一致。 保證同一批燈具顏色無差異。
主波長(Dominant Wavelength) nm(奈米),如620nm(紅) 彩色LED顏色對應的波長值。 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。
光譜分佈(Spectral Distribution) 波長 vs. 強度曲線 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 影響顯色性與顏色品質。

二、電氣參數

術語 符號 通俗解釋 設計注意事項
順向電壓(Forward Voltage) Vf LED點亮所需的最小電壓,類似"啟動門檻"。 驅動電源電壓需≥Vf,多個LED串聯時電壓累加。
順向電流(Forward Current) If 使LED正常發光的電流值。 常採用恆流驅動,電流決定亮度與壽命。
最大脈衝電流(Pulse Current) Ifp 短時間內可承受的峰值電流,用於調光或閃光。 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制,否則過熱損壞。
反向電壓(Reverse Voltage) Vr LED能承受的最大反向電壓,超過則可能擊穿。 電路中需防止反接或電壓衝擊。
熱阻(Thermal Resistance) Rth(°C/W) 熱量從晶片傳到焊點的阻力,值越低散熱越好。 高熱阻需更強散熱設計,否則結溫升高。
靜電放電耐受(ESD Immunity) V(HBM),如1000V 抗靜電打擊能力,值越高越不易被靜電損壞。 生產中需做好防靜電措施,尤其高靈敏度LED。

三、熱管理與可靠性

術語 關鍵指標 通俗解釋 影響
結溫(Junction Temperature) Tj(°C) LED晶片內部的實際工作溫度。 每降低10°C,壽命可能延長一倍;過高導致光衰、色漂移。
光衰(Lumen Depreciation) L70 / L80(小時) 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 直接定義LED的"使用壽命"。
流明維持率(Lumen Maintenance) %(如70%) 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 表徵長期使用後的亮度保持能力。
色漂移(Color Shift) Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 使用過程中顏色的變化程度。 影響照明場景的顏色一致性。
熱老化(Thermal Aging) 材料性能下降 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。

四、封裝與材料

術語 常見類型 通俗解釋 特點與應用
封裝類型 EMC、PPA、陶瓷 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 EMC耐熱好、成本低;陶瓷散熱優、壽命長。
晶片結構 正裝、倒裝(Flip Chip) 晶片電極佈置方式。 倒裝散熱更好、光效更高,適用於高功率。
螢光粉塗層 YAG、矽酸鹽、氮化物 覆蓋在藍光晶片上,部分轉化為黃/紅光,混合成白光。 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。
透鏡/光學設計 平面、微透鏡、全反射 封裝表面的光學結構,控制光線分佈。 決定發光角度與配光曲線。

五、質量控制與分檔

術語 分檔內容 通俗解釋 目的
光通量分檔 代碼如 2G、2H 按亮度高低分組,每組有最小/最大流明值。 確保同一批產品亮度一致。
電壓分檔 代碼如 6W、6X 按順向電壓範圍分組。 便於驅動電源匹配,提高系統效率。
色區分檔 5-step MacAdam橢圓 按顏色坐標分組,確保顏色落在極小範圍內。 保證顏色一致性,避免同一燈具內顏色不均。
色溫分檔 2700K、3000K等 按色溫分組,每組有對應的坐標範圍。 滿足不同場景的色溫需求。

六、測試與認證

術語 標準/測試 通俗解釋 意義
LM-80 流明維持測試 在恆溫條件下長期點亮,記錄亮度衰減數據。 用於推算LED壽命(結合TM-21)。
TM-21 壽命推演標準 基於LM-80數據推算實際使用條件下的壽命。 提供科學的壽命預測。
IESNA標準 照明工程學會標準 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 行業公認的測試依據。
RoHS / REACH 環保認證 確保產品不含有害物質(如鉛、汞)。 進入國際市場的准入條件。
ENERGY STAR / DLC 能效認證 針對照明產品的能效與性能認證。 常用於政府採購、補貼項目,提升市場競爭力。